本发明专利技术提供了BNNs@Ag杂化体填料、不同维度纳米增强填料和自润滑织物衬垫材料及制备和应用，涉及固体润滑技术领域。本发明专利技术提供了一种BNNs@Ag杂化体填料的制备方法，通过原位还原将银纳米颗粒原位负载在氮化硼纳米片表面，在集成银纳米颗粒、氮化硼纳米片突出润滑性能的同时，有效缓解银纳米颗粒的团聚效应。本发明专利技术提供了不同维度纳米增强填料，包括芳纶纳米纤维和所述BNNs@Ag杂化体填料。将所述不同维度纳米增强填料引入自润滑织物衬垫材料中，通过发挥芳纶纳米纤维(一维)、BNNs@Ag杂化体(二维、零维)填料的优异性能，完成不同维度填料对自润滑织物衬垫材料摩擦学性能的协同增强，实现耐磨、润滑性能的有效提升。润滑性能的有效提升。润滑性能的有效提升。
【技术实现步骤摘要】
BNNs@Ag杂化体填料、不同维度纳米增强填料和自润滑织物衬垫材料及制备和应用
[0001]本专利技术涉及固体润滑
，尤其涉及一种BNNs@Ag杂化体填料、不同维度纳米增强填料和自润滑织物衬垫材料及制备和应用。
技术介绍
[0002]自润滑织物衬垫的摩擦磨损性能是保证关节轴承具备自润滑、耐冲击、长寿命等特性的关键因素。然而，当面临重载、高温等极端应用工况时，自润滑织物衬垫会出现树脂脱落、纤维拔出以及转移膜与对偶结合力下降等现象，进而发生织物衬垫材料的润滑失效，严重影响关节轴承的应用范围和使用寿命。以往的研究发现，在织物衬垫材料中引入纳米增强填料，可以有效改善织物衬垫材料的承载、耐温性能，进而提升织物衬垫材料的摩擦学性能。
[0003]不同维度的纳米增强填料因其外观形貌的不同在摩擦过程中发挥着不同的增强效用。芳纶纳米纤维(ANFs，一维纳米材料)是将芳纶纤维通过处理制成的直径为十几到几百纳米、长度为几至几十微米的纳米化纤维。ANFs既保留了芳纶纤维的化学组成和晶体结构，又具有较大的比表面积与长径比，因此可以与其他材料进行复合。二维氮化硼纳米片具有高导热性、低膨胀系数、高温绝热性好、化学稳定性好、润滑性能优异的特点，因而被广泛用于润滑材料添加剂。此外，金属纳米粒子作为润滑添加剂可以沉积在摩擦表面形成沉积膜提高摩擦学性能，例如抗磨能力、减摩性能和承载能力；此外金属纳米粒子的特殊修复作用填充磨损表面的微坑。其中，银纳米粒子在室温下具有良好的自润滑性能，其本身的硬度较低，具有一定的自修复效应。然而，银纳米粒子因其表面能效应而易发生团聚作用，限制了银纳米粒子的增强效应。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供BNNs@Ag杂化体填料、不同维度纳米增强填料和自润滑织物衬垫材料及制备和应用。本专利技术制备的BNNs@Ag杂化体填料缓解了银纳米颗粒的团聚效应，并且与芳纶纳米纤维组成不同维度纳米增强填料，能够实现对织物衬垫材料摩擦学性能的协同增强作用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种BNNs@Ag杂化体填料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将氮化硼纳米片与有机溶剂混合进行超声剥离，将所得分散液与聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银混合进行原位还原，得到所述BNNs@Ag杂化体填料。
[0008]优选地，所述有机溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺，所述氮化硼纳米片在有机溶剂中的浓度为5～10mg/mL；所述超声剥离的时间为10～30min。
[0009]优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮在分散液中的浓度为1～3mg/mL；所述硝酸银与氮化硼纳米片的质量比为1：2～4；所述原位还原的温度为50～70℃，时间为1.5～2.5h。
[0010]本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的BNNs@Ag杂化体填料，包括氮化硼纳米片和原位负载在所述氮化硼纳米片表面的银纳米颗粒。
[0011]本专利技术提供了一种不同维度纳米增强填料，包括芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料，所述BNNs@Ag杂化体填料为以上技术方案所述BNNs@Ag杂化体填料；所述芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料的质量比为(0.5～2)：(0.5～2)。
[0012]本专利技术提供了以上技术方案所述不同维度纳米增强填料在自润滑织物衬垫材料中的应用。
[0013]本专利技术提供了一种自润滑织物衬垫材料，包括自润滑纤维织物和复合在所述自润滑纤维织物上的酚醛树脂复合材料；所述酚醛树脂复合材料包括酚醛树脂和分散于所述酚醛树脂中的增强填料，所述增强填料为以上技术方案所述不同维度纳米增强填料。
[0014]优选地，所述自润滑纤维织物为间位芳纶纤维
‑
聚四氟乙烯纤维混纺织物；所述自润滑织物衬垫材料中酚醛树脂复合材料的质量分数为15～40％，所述酚醛树脂复合材料中芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料的质量分别为酚醛树脂质量的0.5～2％和0.5～2％。
[0015]本专利技术提供了以上技术方案所述自润滑织物衬垫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将所述不同维度纳米增强填料与酚醛树脂溶液混合，得到浸渍液；
[0017]将自润滑纤维织物在所述浸渍液中进行浸渍，经干燥得到织物预浸料；
[0018]将所述织物预浸料进行固化，得到所述自润滑织物衬垫材料。
[0019]本专利技术提供了以上技术方案所述自润滑织物衬垫材料或以上技术方案所述制备方法制备得到的自润滑织物衬垫材料在自润滑关节轴承中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种BNNs@Ag杂化体填料的制备方法，包括以下步骤：将氮化硼纳米片与有机溶剂混合进行超声剥离，将所得分散液与聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银混合进行原位还原，得到所述BNNs@Ag杂化体填料。本专利技术通过原位还原方法，将银纳米颗粒原位还原并负载在氮化硼纳米片表面，在集成银纳米颗粒、氮化硼纳米片突出润滑性能的同时，有效缓解银纳米颗粒的团聚效应。
[0021]本专利技术提供了不同维度纳米增强填料，包括芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料，所述BNNs@Ag杂化体填料为以上技术方案所述BNNs@Ag杂化体填料；所述芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料的质量比为(0.5～2)：(0.5～2)。将本专利技术提供的不同维度纳米增强填料引入自润滑织物衬垫材料中，通过发挥芳纶纳米纤维(一维)的承载、耐磨功能，以及BNNs@Ag杂化体中氮化硼纳米片(二维)的层间滑移性能(减摩润滑作用)和银纳米颗粒(零维)的自修复效应，实现不同维度填料对自润滑织物衬垫材料摩擦学性能的协同增强作用，赋予自润滑织物衬垫材料优异的减摩、耐磨性能。
附图说明
[0022]图1为对比例1和实施例2制备的自润滑织物衬垫材料的磨损率和摩擦系数图，图1中(a)为摩擦系数图，(b)为磨损率图；
[0023]图2为实施例1制备的芳纶纳米纤维、BNNs@Ag杂化体的形貌图，图2中，(a)、(c)分别为芳纶纳米纤维的扫描、透射图片；(b)、(d)分别为BNNs@Ag杂化体的扫描、透射照片。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种BNNs@Ag杂化体填料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将氮化硼纳米片与有机溶剂混合进行超声剥离，将所得分散液与聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银混合进行原位还原，得到所述BNNs@Ag杂化体填料。
[0026]本专利技术对所述氮化硼纳米片(BNNs)没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的氮化硼纳米片即可。
[0027]在本专利技术中，所述有机溶剂优选为N,N
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二甲基甲酰胺，所述氮化硼纳米片在有机溶剂中的浓度优选为5～10mg/mL，更优选为5～8mg/mL。在本专利技术中，所述超声剥离的时间优选为10～30min，更优选为20～30min；通过所述超声剥离将氮化硼纳米片剥离成少层(≤5层)。
[0028]在本专利技术中，所述聚乙烯吡咯烷酮在分散液中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种BNNs@Ag杂化体填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氮化硼纳米片与有机溶剂混合进行超声剥离，将所得分散液与聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银混合进行原位还原，得到所述BNNs@Ag杂化体填料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺，所述氮化硼纳米片在有机溶剂中的浓度为5～10mg/mL；所述超声剥离的时间为10～30min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮在分散液中的浓度为1～3mg/mL；所述硝酸银与氮化硼纳米片的质量比为1：2～4；所述原位还原的温度为50～70℃，时间为1.5～2.5h。4.权利要求1～3任意一项所述制备方法制备得到的BNNs@Ag杂化体填料，其特征在于，包括氮化硼纳米片和原位负载在所述氮化硼纳米片表面的银纳米颗粒。5.一种不同维度纳米增强填料，其特征在于，包括芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料，所述BNNs@Ag杂化体填料为权利要求4所述BNNs@Ag杂化体填料；所述芳纶纳米纤维和BNNs@Ag杂化体填料的质量比为(0.5～2)：(0.5～2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁军亚，张招柱，杨明明，李佩隆，储凡杰，姜葳，赵鑫，刘维民，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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